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    <title>不同编译器对预编译头文件的处理</title>
    <meta name="description" content="最近为了给xmake实现预编译头文件的支持，研究了下各大主流编译器处理预编译头的机制以及之间的一些差异。现在的大部分c/c++编译器都是支持预编译头的，例如：gcc，clang，msvc等，用于优化c++代码的编译速度，毕竟c++的头文件如果包含了模板定义的话，编译速度是很慢的，如果能够吧大部分通用的头文件放置在...">

    
    <meta name="keywords" content="xmake,lua,预编译头文件,c++编译加速,优化编译,跨平台,tboox" /> 

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    function isPC(){    
        var userAgentInfo = navigator.userAgent;  
        var Agents = new Array("Android", "iPhone", "SymbianOS", "Windows Phone", "iPad", "iPod");    
        var flag = true;    
        for (var v = 0; v < Agents.length; v++) {    
            if (userAgentInfo.indexOf(Agents[v]) > 0) { flag = false; break; }    
        }    
        return flag;    
    }
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                        <i class="fa fa-home"></i>English
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                            <i class="fa fa-bookmark"></i>项目
                        </a>
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                            <a href="/cn/tag/">
                            
                        
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                            <a href="/cn/docs/">
                            
                        
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                            <a href="https://xmake.io/#/zh-cn/about/contact" target="_blank" >
                            
                        
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                    <li>
                        
                            
                            <a href="/cn/donation/">
                            
                        
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                    <li>
                        
                            
                            <a href="/cn/about/">
                            
                        
                            <i class="fa fa-user"></i>关于
                        </a>
                    </li>
                    
                    
                
                    
                    
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                    
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
                    
                
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        <h1>不同编译器对预编译头文件的处理</h1>
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                <i class="fa fa-calendar"></i>2017-07-31
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        <a href="/category/#xmake" title="Category: xmake" rel="category">xmake</a>
    
  

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        <article itemscope itemtype="http://schema.org/BlogPosting">
        <p>最近为了给<a href="http://xmake.io">xmake</a>实现预编译头文件的支持，研究了下各大主流编译器处理预编译头的机制以及之间的一些差异。</p>

<p>现在的大部分c/c++编译器都是支持预编译头的，例如：gcc，clang，msvc等，用于优化c++代码的编译速度，毕竟c++的头文件如果包含了模板定义的话，编译速度是很慢的，
如果能够吧大部分通用的头文件放置在一个<code class="highlighter-rouge">header.h</code>中，在其他源码编译之前预先对其进行编译，之后的代码都能重用这部分预编译头，就可以极大程度上减少频繁的头文件冗余编译。</p>

<p>但是不同编译器对它的支持力度和处理方式，还是有很大差异的，并不是非常通用，在xmake中封装成统一的接口和使用方式，还是费了很大的功夫才搞定。</p>

<h4 id="msvc的预编译头处理">msvc的预编译头处理</h4>

<p>预编译头在msvc的项目中很常见，经常会看到类似<code class="highlighter-rouge">stdafx.cpp</code>, <code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>的文件，就是用于此目的，而msvc编译器是通过编译<code class="highlighter-rouge">stdafx.cpp</code>来生成预编译头文件<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>的。</p>

<p>创建预编译头的命令行如下：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>cl.exe -c -Yc -Fpstdafx.pch -Fostdafx.obj stdafx.cpp
</code></pre>
</div>

<p>其中，<code class="highlighter-rouge">-Yc</code>就是创建预编译头<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>的意思，通过<code class="highlighter-rouge">-Fp</code>来指定<code class="highlighter-rouge">*.pch</code>的输出文件路径，用<code class="highlighter-rouge">-Fo</code>指定编译<code class="highlighter-rouge">stdafx.cpp</code>生成对象文件。</p>

<p>其他源码是如何使用这个<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>的呢，通过将<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>传入<code class="highlighter-rouge">-Yu</code>来告诉编译器，编译当前代码，忽略<code class="highlighter-rouge">#include "stdafx.h"</code>，直接使用已经编译好的<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>文件。</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>cl.exe -c -Yustdafx.h -Fpstdafx.pch -Fotest.obj test.cpp
</code></pre>
</div>

<p>最后链接的时候，需要把：<code class="highlighter-rouge">stdafx.obj</code>, <code class="highlighter-rouge">test.obj</code>都连接上才行，这个也是和gcc, clang编译器不同的地方。</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>link.exe -out:test test.obj stdafx.obj
</code></pre>
</div>

<p>注：一定要吧<code class="highlighter-rouge">stdafx.obj</code>也链接上哦，虽然<code class="highlighter-rouge">stdafx.cpp</code>仅用于生成<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>，但是对象文件也是需要。</p>

<p>还有个跟gcc, clang有区别的地方是，msvc的<code class="highlighter-rouge">-Yu</code>指定<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>必须是<code class="highlighter-rouge">#include "stdafx.h"</code>中的头文件名字，不是文件路径哦。</p>

<h4 id="clang的预编译头文件处理">clang的预编译头文件处理</h4>

<p>个人感觉clang的预编译头文件支持方式最为友好，也最为简单。</p>

<p>相比于msvc，不需要<code class="highlighter-rouge">stdafx.cpp</code>，只需要一个头文件<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>就可以生成pch文件。
相比于gcc，可以灵活控制pch文件的路径，更加灵活。</p>

<p>编译头文件生成pch文件：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>clang -c -o stdafx.pch stdafx.h
</code></pre>
</div>

<p>使用预编译头文件：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>clang -c -include stdafx.h -include-pch stdafx.pch -o test.o test.cpp
</code></pre>
</div>

<p>其中<code class="highlighter-rouge">-include stdafx.h</code>用于忽略编译<code class="highlighter-rouge">test.cpp</code>中的<code class="highlighter-rouge">#include "stdafx.h"</code>，通过<code class="highlighter-rouge">-include-pch</code>使用预先编译好的<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>。</p>

<p>并且这里指定的<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>和<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>不仅可以是在includedir搜索路径下的文件，也可以指定全路径文件名，非常灵活，例如：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>clang -c -include inc/stdafx.h -include-pch out/stdafx.pch -o test.o test.cpp
</code></pre>
</div>

<h4 id="gcc的预编译头文件处理">gcc的预编译头文件处理</h4>

<p>gcc的预编译头处理方式基本上跟clang的类似，唯一的区别就是：它不支持<code class="highlighter-rouge">-include-pch</code>参数，因此不能所以指定使用的<code class="highlighter-rouge">stdafx.pch</code>文件路径。</p>

<p>它有自己的搜索规则：</p>

<ol>
  <li>从<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>所在目录中，查找<code class="highlighter-rouge">stdafx.h.pch</code>文件是否存在</li>
  <li>从<code class="highlighter-rouge">-I</code>的头文件搜索路径找查找<code class="highlighter-rouge">stdafx.h.pch</code></li>
</ol>

<p>编译头文件生成pch文件：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>gcc -c -o stdafx.pch stdafx.h
</code></pre>
</div>

<p>使用预编译头文件：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>gcc -c -include stdafx.h -o test.o test.cpp
</code></pre>
</div>

<p>为了让上述代码正常编译，<code class="highlighter-rouge">stdafx.h.pch</code>必须放置在<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>的相同目录下，这样编译才能找到，目前我还没有找到可以所以指定输出目录的方法。</p>

<h4 id="其他注意点">其他注意点</h4>

<p>gcc、clang对于<code class="highlighter-rouge">*.h</code>的头文件编译，默认是作为c预编译头来使用的，这跟c++的pch是不一样的，无法给c++的代码使用，如果要生成c++可用的pch文件，必须要告诉编译器，如何去编译<code class="highlighter-rouge">stdafx.h</code>。</p>

<p>这个可以通过<code class="highlighter-rouge">-x c++-header</code>参数来解决：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>gcc -c -x c++-header -o stdafx.pch stdafx.h
</code></pre>
</div>

<p>当然也可以通过修改后缀名来解决：</p>

<div class="language-bash highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="gp">$ </span>gcc -c -o stdafx.pch stdafx.hpp
</code></pre>
</div>

<h4 id="xmake对预编译头文件的支持">xmake对预编译头文件的支持</h4>

<p>xmake支持通过预编译头文件去加速<code class="highlighter-rouge">c/c++</code>程序编译，目前支持的编译器有：gcc, clang和msvc。</p>

<p>对于c预编译头文件的使用方式如下：</p>

<div class="language-lua highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="n">target</span><span class="p">(</span><span class="s2">"test"</span><span class="p">)</span>
    <span class="n">set_pcheader</span><span class="p">(</span><span class="s2">"header.h"</span><span class="p">)</span>
</code></pre>
</div>

<p>如果是对c++头文件的预编译，改成：</p>

<div class="language-lua highlighter-rouge"><pre class="highlight"><code><span class="n">target</span><span class="p">(</span><span class="s2">"test"</span><span class="p">)</span>
    <span class="n">set_pcxxheader</span><span class="p">(</span><span class="s2">"header.h"</span><span class="p">)</span>
</code></pre>
</div>

<p>更多使用说明见：<a href="http://xmake.io/#/zh/manual?id=targetset_pcheader">target.set_pcheader</a></p>

<h4 id="参考资料">参考资料</h4>

<p><a href="http://itscompiling.eu/2017/01/12/precompiled-headers-cpp-compilation">Speed up C++ compilation, part 1: precompiled headers</a></p>

        </article>
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        <p><strong>上一篇</strong> <a href="/cn/2017/07/29/new-features-v2.1.5/">xmake v2.1.5版本新特性介绍</a></p>
        
    </div>

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        <p><strong>下一篇</strong> <a href="/cn/2017/08/05/update-v2.1.5/">xmake v2.1.5版本正式发布，大量新特性更新</a></p>
        
    </div>
</div>


        <h2 id="comments">评论</h2>
        






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})

gitalk.render('gitalk-container')
</script>





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                    内容
                </div>
                <ul id="content-side" class="content-ul">
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